Som nyckelutrustningen i kraftsystemet är transformatorns drifttillförlitlighet direkt relaterad till säkerheten och stabiliteten hos elnätet. Transformatorn kan dock utsättas för olika felrisker såsom intern kortslutning, överbelastning, blixtnedslag och åldrande av isoleringen under lång-drift. För att hitta och åtgärda fel i tid och garantera utrustning och personsäkerhet ska transformatorn vara utrustad med en komplett uppsättning skyddssystem. Systemet är sammansatt av flera skyddsanordningar som övervakar transformatorns driftstatus från olika vinklar. När en avvikelse upptäcks kommer den att utlösa ett larm eller automatiskt stänga av strömförsörjningen. Transformatorskyddsutrustningen kan generellt delas in i två kategorier: den ena är skyddsutrustningen för icke-elektrisk kvantitet som är direkt installerad på transformatorkroppen, och den andra är den elektriska kvantitetsskyddsutrustningen installerad i kopplingsskåpet eller kontrollpanelen.
Skydd för icke-elektrisk mängd är den mest direkta och pålitliga försvarslinjen för transformatorer. Den kan bedöma felet genom att övervaka förändringen av fysisk kvantitet inuti transformatorn. Kriteriet för den här typen av skydd är inte ström eller spänning, utan icke-elektrisk kvantitet såsom oljehastighet, temperatur och tryck, så det kallas icke-elektrisk kvantitetsskydd. Bland dem är gasskydd den största kärnan av alla icke-elskydd, känt som huvudskyddet för interna transformatorfel. Kärnelementet i gasskyddet är gasreläet, som vanligtvis är installerat i anslutningsröret mellan transformatortanken och oljekonservatorn. När ett litet fel uppstår i transformatorn, ackumuleras gasen som genereras av sönderdelningen av transformatorolja på grund av uppvärmning i reläet, och den lätta gaskontakten leds för att ge en larmsignal; När ett allvarligt fel uppstår rusar en stor mängd gas- och oljeflöde till oljekonservatorn med hög hastighet, och den tunga gaskontakten verkar för att direkt utlösa strömbrytaren att lösa ut och ta bort transformatorn från elnätet. Det unika värdet av gasskydd är att det kan upptäcka tidiga fel som är svåra att upptäcka av elmängdsskyddet, såsom mindre kortslutning eller lokal överhettning av järnkärnan, och dessa fel återspeglar mycket svaga förändringar i primärsidans ström innan de utvecklas till allvarliga kortslutningar, så de elektriska kvantitetsskyddsanordningarna som differentialskydd kanske inte svarar i tid. Gasrelä krävs vanligtvis för olje{11}}sänkta transformatorer med en nominell kapacitet på 800 kVA och högre enligt tekniska standarder i Kina.
Förutom gasskydd är även tryckskydd, temperaturskydd och oljenivåskydd viktiga komponenter i det icke-elektriska skyddssystemet. Tryckskyddet tar övertrycksventilen eller tryckreläet som ställdon. Vid allvarliga fel inuti transformatorn kommer ljusbågen snabbt att förånga transformatoroljan och trycket inuti oljetanken kommer att öka kraftigt. Övertrycksventilen öppnas automatiskt när trycket överstiger det inställda värdet för att släppa ut högtrycksoljan- och förhindra att oljetanken spricker; Tryckreläet utlöser utlösningssignalen direkt när tryckpåverkan känns. Temperaturskyddet realiseras av oljetermometern och lindningstermometern installerade på transformatorn. Oljenivåtemperaturen kan mätas direkt, medan lindningstemperaturen vanligtvis erhålls indirekt av värmemotståndet hos den sekundära strömförsörjningstermometern på bussningsströmtransformatorn. När oljetemperaturen eller lindningstemperaturen överstiger den specificerade gränsen kopplar termometern kontakten och skickar en larmsignal. Det bör noteras att för att förhindra falsk utlösning på grund av onormal temperaturmätning är det generellt specificerat att temperaturregulatorns kontakt inte är direkt ansluten till utlösningskretsen utan endast används för larm. Oljenivåskyddet ansvarar för att övervaka förändringen av isoleroljenivån i oljetanken. När oljenivån i transformatorn är för låg på grund av oljeläckage eller oljeläckage kommer en larmsignal att skickas för att uppmana drift- och underhållspersonalen att komplettera eller hantera läckaget i tid. I stora transformatorer är kylarens fullstoppskydd också en viktig icke-elektrisk skyddsfunktion - när kylsystemet är helt avstängt, transformatortemperaturen fortsätter att stiga, skyddsanordningen skickar en larmsignal och transformatorn kommer att stängas av efter en fördröjning för att förhindra isolationsskador på grund av överhettning.
Motsvarande kroppsskyddet är det en serie elektrisk skyddsutrustning installerad utanför transformatorn, som skyddar transformatorn på den elektriska kretsen. På högspänningssidan är avledaren den första barriären för att förhindra blixtöverspänning och växlande överspänning. Åskavledare är parallellkopplade i båda ändarna av den skyddade utrustningen, vilket ger hög impedans under normal drift. När blixtvågor eller driftöverspänning slår ned, slås de snabbt på för att frigöra överspänningsenergi till marken, för att begränsa spänningen som appliceras på transformatorns isolering inom ett säkert område. Åskavledare ska väljas enligt systemets jordningsläge och spänningsklass för att bestämma märkspänningen och urladdningsströmmen och andra parametrar. Säkringen är en annan typ av vanligt- högspänningsskyddselement. När transformatorn har kortslutningsfel kommer smältan snabbt att smälta under den termiska effekten av felströmmen för att bryta felkretsen. I 10kV kraftdistributionssystem, när belastningsomkopplare används för HV-sidobrytare, används generellt det kombinerade skyddsläget "säkring plus belastningsomkopplare". Märkströmmen för smältan väljs vanligtvis genom att multiplicera transformatorns maximala arbetsström med en viss faktor. På lågspänningssidan åtar sig luftströmbrytaren och läckageskyddet uppgifterna med kraftfördelning och överströmsskydd.
För medelstora och stora krafttransformatorer krävs ett mer komplett reläskyddssystem, där differentialskydd är det vanligaste och känsligaste huvudskyddet. Differentialskyddet bygger på Kirchhoffs gällande lag, och det kan bedöma om det finns fel inuti transformatorn genom att jämföra strömstyrkan och fasen uppmätt av strömtransformatorn på transformatorns primärsida och sekundärsida. Under normal drift eller externt fel förskjuter strömmarna på båda sidor varandra, och det finns nästan ingen ström i differentialkretsen; När interfas-kortslutning eller allvarlig interturn-kortslutning uppstår i transformatorn, är strömmen på båda sidor inte längre balanserad, och differentialreläet verkar för att snabbt ta bort transformatorn. För att förhindra felaktig funktion av differentialskyddet orsakat av exciteringsinkopplingsström, använder modern mikrodator differentialskyddsanordning vanligtvis principen om andra övertonsblockering för identifiering. Utöver differentialskydd konfigureras ofta reservskydd som överströmsskydd, nollsekvensskydd, överbelastningsskydd och överspänningsskydd i transformatorskyddet för att bilda ett flernivåskyddssystem. Modern transformatorskyddsanordning har utvecklats till en mikrodatorintegrerad skyddsanordning som integrerar skydd, övervakning, kontroll, kommunikation och andra funktioner. Det finns dussintals standardskyddsprogram inbyggda, som kan nås i transformatorstationens integrerade automationssystem via kommunikationsmodulen för att realisera fjärrövervakning och obevakad drift.
Inom exporthandeln krävs även transformatorskyddsutrustning för att uppfylla de tekniska standarder som gäller för målmarknaden. IEC 60076-22-1-standarden utfärdad av International Electrotechnical Commission specificerar speciellt tekniska föreskrifter för skyddsanordningar för krafttransformatorer och reaktorer, som täcker prestandakrav och testmetoder för olika icke-elektriska skyddselement såsom gasrelä, övertrycksventil, oljenivåmätare och temperaturregulator. Dessutom är IEC 60255-seriens standarder tillämpliga på mätreläer och skyddsutrustning. Produkter som kommer in på den nordamerikanska marknaden ska följa relevanta regler för IEEE och ANSI standardsystem; Produkter som kommer in på EU-marknaden måste uppfylla kraven i CE-certifiering och ekologisk designdirektivet. Förståelse och efterlevnad av dessa standarder är grundförutsättningen för att säkerställa smidig export av transformatorskyddsutrustning och säker och pålitlig drift i utländska elnät.
